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資料下載力士樂4EE節(jié)能控制系統(tǒng)

最近更新時間:2014-4-18

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  縱觀世界各地,無論是政府、企業(yè)還是消費者,都已認(rèn)識到必須比以前更地利用能源。關(guān)于氣候變化和溫室氣體排放的辯論,幾乎已經(jīng)讓所有的工業(yè)化國家都制定了一些法令性規(guī)范。隨著能源價格的不斷攀升,能源效率也已成為行業(yè)的一項關(guān)鍵性競爭要素,因為它對機(jī)器或系統(tǒng)的總體擁有成本起著決定性的影響。用戶希望在達(dá)到高產(chǎn)能的同時,設(shè)備的能耗也能得到進(jìn)一步降低。為實現(xiàn)這一目標(biāo),博世力士樂開發(fā)了一種融合各項技術(shù)的方法。

  蘊含的節(jié)能潛力是巨大的:根據(jù)歐委會“世界能源、技術(shù)和氣候政策展望”報告的統(tǒng)計,工業(yè)生產(chǎn)的能耗占全部的 35%,僅次于交通運輸。因此,生產(chǎn)環(huán)節(jié)提高能源效率,其影響無疑是巨大的。然而,設(shè)備和系統(tǒng)的節(jié)能需要采用一種系統(tǒng)化的整體解決方案,才能充分挖掘各種潛力,在不影響產(chǎn)能的前提下提高能效。

  作為傳動與控制領(lǐng)域的專家,博世力士樂在產(chǎn)品和系統(tǒng)開發(fā)的過程中時刻銘記提高能源效率這一關(guān)鍵要素。即便對于某一條技術(shù)途徑(比如電氣驅(qū)動器、液壓和氣動技術(shù)的協(xié)調(diào)整合、直線運動和裝配技術(shù)),也清晰地指明了節(jié)能進(jìn)程中的一些重要切入點。力士樂不僅為工業(yè)生產(chǎn)和裝配提供解決方案,而且其本身也是風(fēng)能發(fā)電、潮汐發(fā)電和太陽能發(fā)電系統(tǒng)的供應(yīng)商,并為極大降低行走機(jī)械的燃油消耗提供系統(tǒng)解決方案。

  由于各種形式的能量都能被轉(zhuǎn)化為動能,因此生產(chǎn)設(shè)備蘊含著巨大的節(jié)能潛力。迄今為止,產(chǎn)能仍是企業(yè)的重中之重,而設(shè)備的能耗只占總體擁有成本的很小一部分;換言之,能源效率通常不是首要的問題。日漸攀升的能源價格和不斷增多的企業(yè)責(zé)任,意味著任何企業(yè)都必須持續(xù)努力,綜合實現(xiàn)產(chǎn)能與能效雙高的目標(biāo)。

  力士樂以多技術(shù)融合的解決方案積極響應(yīng)這一挑戰(zhàn)。如今,力士樂4EE高能效理念,就是適用于設(shè)備的整個生命周期、具有更高能源效率的方法:

——的元件 — 產(chǎn)品和系統(tǒng)具有*的效率
——能量再利用— 恢復(fù)并儲存過剩的能量
——按需使用能源— 根據(jù)需要使用能量,待機(jī)模式
——能源系統(tǒng)的設(shè)計 — 系統(tǒng)化的總體視角、*的項目規(guī)劃、仿真和技術(shù)咨詢

  的元件構(gòu)成了這種方法的物質(zhì)基礎(chǔ)。工業(yè)用途的永磁同步電機(jī),早已達(dá)到了97% 以上的驚人效率;而一代的柱塞泵,也達(dá)到了93% 以上的效率水平。

  能量再利用原理提供新的節(jié)能潛力:軸的每一次加速,在下一個時間點都需要相應(yīng)的制動作用。只需將電機(jī)切換成發(fā)電機(jī)模式,就可以把原先未加以利用的制動能轉(zhuǎn)變成電能。根據(jù)適用性,既可以通過相連的某一中間電路讓這部分再生的能量為其它驅(qū)動器供電,也可以加以蓄能暫存,或者送回電網(wǎng)。具體到液壓驅(qū)動器環(huán)節(jié),就是用液壓蓄能器對這部分能量加以收集和重新分配。

適用于各種傳動技術(shù)的智能解決方案

  即便在能源變換階段也能調(diào)節(jié)驅(qū)動器的能源需求,因而實現(xiàn)了原本難以達(dá)到的節(jié)能目標(biāo);比如,通過電氣驅(qū)動式液壓泵產(chǎn)生壓力和流量。力士樂開發(fā)的變轉(zhuǎn)速液壓泵驅(qū)動器,利用智能電子控制器實現(xiàn)了目標(biāo)流量控制的方法,從而代替了原先的節(jié)流閥環(huán)節(jié)。根據(jù)周期曲線,這種解決方案的效率比非調(diào)速設(shè)備高 40% 至 70%。

  氣動系統(tǒng)中,也包含著不少節(jié)能技術(shù)的有效切入點。集成式氣缸/氣動閥單元,有助于預(yù)防產(chǎn)生閉鎖體積和壓力損失(這種壓力損失是在排氣和抽氣過程中,由于管線較長而產(chǎn)生的)。采用電氣-啟動壓力控制閥,就能將動作周期分隔成不同壓力水平的幾個階段:工作模式下采用高壓,縮回時采用較低壓力。一旦與其它節(jié)能措施組合使用,這些解決方案就能為氣動設(shè)備降低55%的總能耗作出重要貢獻(xiàn)。

  系統(tǒng)化的總體視角,源自于設(shè)計各種元件以滿足特定要求的種種努力;具體采用的方式,則是利用按需調(diào)節(jié)能量再利用的概念。這種系統(tǒng)化的總體視角,對于設(shè)計階段的影響尤其強(qiáng)烈。此外,在設(shè)備運行期間,用戶還能以符合能效目標(biāo)的方式提高產(chǎn)能:力士樂的IndraMotion MTX CNC 控制器已集成了軟件工具,可以分析運行周期和能耗。對于機(jī)床而言,這套程序能讓用戶訪問各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù),并持續(xù)檢測這些系統(tǒng)的狀態(tài);這就意味著能以目標(biāo)導(dǎo)向的方式,實現(xiàn)各個分制程優(yōu)化和同步的目標(biāo)。能耗分析能記錄各個元件的耗能數(shù)據(jù),并分析這些元件的調(diào)節(jié)方法。采用圖形監(jiān)測功能,則有助于*地實現(xiàn)能源需求和生產(chǎn)績效這二者之間的平衡。

顯著降低運營成本

  只要持續(xù)推行 4 EE 的理念,就能在實際應(yīng)用中顯著降低能耗,提高能源效率。經(jīng)過與機(jī)器制造商和運營商之間多年的緊密合作,力士樂得到的初步結(jié)論是:能效的顯著提高是有可能的,主要取決于機(jī)器的類型和初始設(shè)計。如果需要對原本年功耗112,000 kWh 的車身成形機(jī)進(jìn)行改造,就可以更換一直沿用至今的液壓設(shè)備,代之以變速泵驅(qū)動器,并采用能量再生式伺服電機(jī)。這些措施綜合作用的結(jié)果,每年就能節(jié)省功耗87,000 kWh;這就意味著取得了 78% 的節(jié)能效益。

  力士樂包裝分選系統(tǒng)實現(xiàn)每年降低能耗42,000 kWh 的方法是:采用分散式驅(qū)動技術(shù),將變頻器與電機(jī)集成在一起,實現(xiàn)能量再生,并通過一套中間回路引入能源交換環(huán)節(jié)。這套解決方案甚至摒棄了控制柜所需要的冷卻環(huán)節(jié)和很大一部分的布線。這樣在系統(tǒng)的整個生命周期中,就通過持續(xù)降低運營成本而縮減附加的資金投入。

  這些例子證明:工廠自動化環(huán)節(jié)蘊藏著提高能效的巨大潛力。無論是各種技術(shù)措施和途徑,還是力士樂4EE高能效理念所采用的系統(tǒng)化方法,都能讓機(jī)器制造商和用戶獲得各種支持。通過各種節(jié)能措施的合理組合,就能在不影響產(chǎn)能的前提下充分利用可再生能源。

 

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